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DE2549651B1 - Vorrichtung zum regeln der temperatur von dauerbeheizten schweissbaendern - Google Patents

Vorrichtung zum regeln der temperatur von dauerbeheizten schweissbaendern

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DE2549651B1
DE2549651B1 DE19752549651 DE2549651A DE2549651B1 DE 2549651 B1 DE2549651 B1 DE 2549651B1 DE 19752549651 DE19752549651 DE 19752549651 DE 2549651 A DE2549651 A DE 2549651A DE 2549651 B1 DE2549651 B1 DE 2549651B1
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regulating
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Windmoeller and Hoelscher KG
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur von dauerbeheizten Bändern zum Schweißen von Kunststoffolien oder ähnlichem.
Die Temperatur eines elektrisch beheizten Schweißwerkzeuges zum Schweißen von Kunststoffolien kann einmal durch am Schweißwerkzeug anliegende Thermofühler gesteuert werden, die bewirken, daß der Heißkörper des Schweißbalkens beim Unterschreiten einer Grenztemperatur zum Netz zugeschaltet wird, oder durch Verändern der dem Schweißwerkzeug zugeführten elektrischen Speisespannung in Abhängigkeit von der Voranbewegung der zu schweißenden Folie sowie durch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen.
Die Schweißwerkzeuge können aus dauerbeheizten Bändern oder Impulsbändern bestehen. Das sind dünne metallische Bänder, an die eine geringe elektrische Spannung angelegt wird und durch die infolge ihres geringen Widerstandes ein hoher Strom fließt. Oder es werden zur Erwärmung der Schweißwerkzeuge Heizelemente mit hochohmigen, in flache Stahlrohre eingebetteten Widerstandsdrähten verwendet, an denen die Netzspannung anliegt, wobei nur ein geringer Strom fließt.
Die an Netzspannung anlegbaren Heizelemente werden in Siegelleisten verwendet, die rhythmische Hubbewegungen ausführen. Die Spannung kann den Heizelementen in einfacher und sicherer Weise zugeführt werden.
Dauerbeheizte Bänder sind im besonderen Maß für umlaufende Werkzeuge geeignet, weil sie nur eine niedrige Spannung benötigen, die ihnen gefahrlos ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen zugeführt werden kann. Außerdem sind sie für Hochleistungsmaschinen besonders geeignet, weil sie aus dem Maschinenstillstand, bei dem sie lediglich mit einer Grundspannung versorgt werden, sich sehr schnell aufheizen lassen, wenn die Maschine in kurzer Zeit auf volle Leistung hochfährt. Ihnen kann auch bei rasch aufeinanderfolgenden Arbeitstakten ständig in genügendem Maß Wärme zugeführt werden, so daß sie die notwendige Temperatur beibehalten können.
Die dauerbeheizten Bänder benötigen wegen ihrer geringen Ansprechzeit eine exakte Temperaturregelung, die sich durch Thermofühler durchführen ließe. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, daß durch den am Impulsband anliegenden Thermofühler eine Wärmeableitung bewirkt wird, denn an der Stelle, an der der Thermofühler mit dem Impulsband verbunden ist, wird die Wärme durch die die elektrischen Werte weitergebenden Zuleitungsdrähte abgeführt. Daher wird an dieser Stelle eine geringere Wärme gemessen und das Schweißband durch Zuschalten zur Spannungsquelle weiter aufgeheizt, so daß die Folie mit Ausnahme der Stelle, an der der Thermofühler sitzt, beim Schweißen überhitzt wird. Abgesehen davon werden zur Weiterleitung der durch den Thermofühler ermittelten Werte Schleifringe erforderlich, wodurch die Vorrichtung konstruktiv vergrößert und verteuert würde.
Aus diesem Grund hat es nicht an Vorschlägen zur Temperatursteuerung anstelle einer Temperaturregelung von Schweißwerkzeugen, insbesondere von dauerbeheizten Schweißbändern, gefehlt. Aus der DT-AS 21 11 024 ist eine Anordnung zur Steuerung der Temperatur einer Schweißeinrichtung zum Schweißen von Kunststoffolien in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit der Kunststoffolien durch die Schweißeinrichtung bekannt, bei der eine der Durchlaufgeschwindigkeit proportionale Steuerspannung an der Steuerwicklung eines Transduktors anliegt dessen Ausgangsspannung über einen nachgeschalteten Transformator der Schweißeinrichtung zugeführt wird.
Bei einer aus der DT-PS 21 09 321 bekannten Vorrichtung wird die Schweißtemperatur beim Schweißen von kontinuierlich, jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu Werkstücken zu verarbeitenden Kunststoffbahnen dadurch gesteuert, daß die Heizspannung des Schweißbandes in vorgegebenen Geschwindigkeitsintervallen stufenweise verändert wird.
Aus der DT-OS 21 37 576 ist eine Anordnung zur Steuerung der Temperatur einer Schweißeinrichtung zum Schweißen von Kunststoffolien in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit der Kunststoffolien durch die Schweißeinrichtung bekannt, bei der eine der Durchlaufgeschwindigkeit proportionale Steuerung der Speisespannung der Speiseeinrichtung durch nacheinander zuschaltbare Widerstände erfolgt.
Aus der DT-AS 12 65183 ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Heizleistung einer Draht- oder Bandglühanlage mittels eines elektrischen Stellgliedes in Abhängigkeit von der Draht- bzw. Bandgeschwindigkeit bekannt, bei der die geschwindigkeitsproportionale Steuerung der Heizleistung durch Thyristoren erfolgt
Dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik, bei dem eine Steuerung der Temperatur bzw. der Heizleistung erfolgt, ist gemeinsam, daß die Heizspannung durch Temperatursteller ohne Rückmeldung der erreichten Ist-Temperatur vorgegeben wird, so daß keine Regelung der Heizleistung oder der Temperatur stattfindet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur von dauerbeheizten Schweißbändern oder dergleichen zu schaffen, die die Temperatur der Bänder unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit oder der vom Schweißband abgenommenen Wärmemenge konstant hält, ohne daß eine direkte Temperaturmessung durch ein Thermoelement notwendig ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß aus dem Heizstromkreis zur indirekten Ermittlung der Temperatur des Schweißbandes Spannungs- und Stromwerte einem Quotientenbildner eingegeben werden, dessen Ausgangsgröße als Ist-Wert einem Regler zugeführt wird, der die Leistung des Heizstromkreises entsprechend der Abweichung des Ist-Wertes von einem vorgegebenen Soll-Wert anpaßt. Der Quotient aus Spannung und Strom ergibt den Widerstand. Da der
Widerstand des Schweißbandes mit zunehmender Temperatur zunimmt, ist der jeweilige Widerstandswert ein Maß für die augenblickliche Temperatur des Schweißbandes. Durch die Bestimmung des jeweiligen Widerstandswertes des Schweißbandes ist dessen indirekte Temperaturmessung möglich. Der Quotientenbildner steuert über einen Regler den Strom des Heizstromkreises, so daß die Stromzuführung zu dem Schweißband entsprechend der jeweiligen, konstant zu haltenden Schweißbandtemperatur erfolgt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß beim Einschalten des Heizstromkreises ein hoher Strom fließt, weil das Schweißband noch kalt und sein Widerstand gering ist. Das Schweißband heizt sich daher mit maximaler Leistung auf. Bei zunehmender Erwärmung vergrößert sich der Widerstand und der Strom verringert sich. Wegen der kurzen Ansprechzeit des Schweißbandes und des Quotientenbildners stellt sich am Schweißband trotz verschiedener Maschinengeschwindigkeiten und trotz der verschiedenen vom Schweißband abgenommenen Wärmemengen stets die richtige, dem Soll-Wert entsprechende Temperatur ein.
Es ist an sich bekannt, die Temperatur eines Heizdrahtes über den Spannungsabfall an diesem zu ermitteln. Diese bekannte Maßnahme vermag aber die erfindungsgemäße Regelung der Schweißbandtemperatur nicht nahezulegen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, in deren einziger Figur ein Blockschaltbild der Temperaturregelung des Schweißbandes dargestellt ist, näher erläutert.
Ein Schweißband 1 ist durch Zuleitungen 2,3 mit der Sekundärwicklung 4 eines Transformators 6 verbunden. Die Primärwicklung 5 des Transformators 6 liegt durch die Leitungen 7,8 an einem Regler 9, dessen Eingang 10, 11 an die Spannungsquelle angeschlossen ist. In der Zuleitung 3 zu dem Schweißband liegt ein Meßglied 12 für den Strom, wobei die von diesem ermittelten Stromwert durch ein Leistungspaar 13 dem Quotientenbildner 19 zugeführt und Spannungswerte direkt am Schweißband abgegriffen und über ein Leitungspaar 14 dem Quotientenbildner 19 zugeführt werden. Der Quotientenbildner 19 ermittelt den Quotienten aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung, der den Ist-Wert des Reglers darstellt. Der Regler vergleicht den Jst-Wert mit dem Soll-Wert der Schweißbandtemperatur und ändert die Transformatorspannung entsprechend der Regelabweichung. Dadurch wird die Temperatur des Schweißbandes 1 mit maximaler Geschwindigkeit auf den eingestellten Wert hochgefahren und auf diesem konstant gehalten. Die Höhe der Temperatur kann durch ein Potentiometer 15 (Eingabe des Soll-Wertes) eingestellt werden, das durch ein Leitungspaar 16 mit dem Regler 9 verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Vorrichtung zum Regeln der Temperatur von dauerbeheizten Bändern zum Schweißen von Kunststoffolien oder ähnlichem, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Heizstromkreis (1 bis 4) zur indirekten Ermittlung der Temperatur des Schweißbandes (1) Spannungs- und Stromwerte einem Quotientenbildner (19) eingegeben werden, dessen Ausgangsgröße als Ist-Wert einem Regler (9) zugeführt wird, der die Leistung des Heizstromkreises (1 bis 4) entsprechend der Abweichung des Ist-Wertes von einem vorgegebenen Soll-Wert anpaßt.
DE19752549651 1975-11-05 1975-11-05 Vorrichtung zum Regeln der Temperatur von dauerbeheizten Schweißbändern Expired DE2549651C2 (de)

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